Excavator Tutorial (RFlex)

Excavator Tutorial (RFlex)

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목차 개요... 1 목적... 1 시작전준비사항... 2 필요요건... 2 순서... 3 예상소요시간... 3 초기모델열기... 4 목적... 4 예상소요시간... 4 RecurDyn 시작하기... 5 Rigid Boom 이포함된초기시뮬레이션의실행... 6 결과보기... 6 RFlex Body 의교체... 7 목적... 7 예상소요시간... 7 RecurDyn RFlex Body 의교체... 8 Stress Contour 에대한 Plot 보기... 10 Plotting... 13 목적... 13 예상소요시간... 13 Dripper Stick 의경사각 (Out-of-Plane Tilt) 에대한 Plotting... 14 RFlex Body 의검토및수정... 17 목적... 17 예상소요시간... 17 RFlex Body 의검토... 18 시뮬레이션해석속도향상... 22 부록 A : RecurDyn RFlex Input (RFI) 파일의생성... 25 예상소요시간... 25 Nastran Bulk Data 파일의준비... 26 Component Mode Reduction 방법... 26 Superelement 방법... 29 부록 B: 지원되는 FE Element... 34 Ansys Element Library... 34 MSC/NASTRAN Element Library... 35 I-DEAS Element Library... 35

Chapter 1 개요 목적 이튜토리얼에서는 Flexible Body 를가지고있는모델을어떻게시뮬레이션하는지배우게됩니다. 먼저, Rigid Body 로만구성된기존의모델을로드하고, 그 Rigid Body 중하나를 RecurDyn RFlex Body 로대체합니다. RecurDyn RFlex 는 Body 의유연성을모사하기위해 Modal 의방식을사용합니다. 즉, Body 고유의 Modal Shape 의중첩과접합점에서의 Constraint Mode 를이용합니다. 이방식은 Flexible Body 가다른 Body 에대해오직고정된연결점들을가질때효과적입니다. 만약 Flexible Body 가 Sliding Contact 또는 Rolling Contact 를가질경우는, Nodal 방식 ( 또는 Mesh 방식 ) 인 RecurDyn FFlex 가사용되어야합니다. 1

시작전준비사항 먼저, 아래와같은모든기계적요소를포함하고있는포크레인모델을로드하게됩니다. 이모델은모두 Rigid Body 로구성되어있고, 수직축주위를회전하는 Cab 과함께포크레인의굴착동작을수행하도록설정되어있습니다. 그후, Flexible Boom 에해당하는 RecurDyn RFlex Input(RFI) 파일을 Import 하게됩니다. RFI 파일을생성하는한가지방법은 NX 시뮬레이션을사용하여 Boom Geometry 를 Mesh 하고 Nastran Bulk Data 파일로 Export 합니다. 그리고나서그 Bulk Data 파일을 NX Nastran 을사용하여읽은후, RFI 파일을생성합니다. RFI 파일은이튜토리얼과함께제공됩니다. Nastran Bulk Data 파일을이용한 RFI 파일생성에대한 더자세한정보는부록 A 를참고하십시오. 필요요건 이미 Geometry, Joint, Force Entity 의생성방법을익힌중급단계의유저를대상으로합니다. 3D Crank-Slider and Engine with Propeller 튜토리얼또는그와동등한수준의튜토리얼을해본자여야하며물리학에대한기본지식을가지고있어야합니다. 또한 RecurDyn 의 RFlex 모듈의라이센스가필요합니다. 2

순서 이튜토리얼은다음의순서로구성되어있으며소요되는시간은각순서마다다음의표와같습니다. 순서 시간 ( 분 ) 초기모델열기 10 RFlex Body 의 Import 및연결 20 Plotting 5 RecurDyn RFlex Input (RFI) 의생성 10 총합 45 예상소요시간 이튜토리얼을마치기까지약 45 분이걸립니다. 3

Chapter 2 초기모델열기 목적 초기모델을열어시뮬레이션을실행하고, 포크레인의굴착동작을관찰해봅시다. 10 분 예상소요시간 4

RecurDyn 시작하기 RecurDyn 실행및초기모델열기 : 1. 바탕화면에서 RecurDyn 아이콘을 더블클릭합니다. 2. Start RecurDyn 다이얼로그박스가 나타나면닫아줍니다. 3. File 메뉴에서 Open 을클릭합니다. 4. RFlex 튜토리얼경로에서 RD_Excavator_Start.rdyn 을 선택합니다. ( 파일경로 : <Install Dir> \Help \Tutorial \Flexible \RFlex \Excavator). 5. Open 을클릭하면모델은다음과같이 보여집니다. 아래에서보여지는 Cab 과 Dipper Stick 사이에위치한 Boom 은나중에이모델에서 Flexible Body 로 만들어지는 Rigid Body 입니다. 5

모델저장하기 : 1. File 메뉴에서, Save As 를클릭합니다. 2. Tutorial 디렉토리에서는시뮬레이션을할수없기때문에다른디렉토리에다시저장합니다. Rigid Boom 이포함된초기시뮬레이션의실행 이제, 동작이실행되는것을이해하기위해서모델에대한초기시뮬레이션을실행해봅니다. 초기시뮬레이션실행하기 1. Analysis 탭의 Simulation Type 그룹에서, Dyn/Kin 를클릭합니다. 2. 다음과같이설정을변경합니다. End Time :3 Step : 200 Plot Multiplier Step Factor : 5 3. Simulate 를클릭합니다. 이시뮬레이션은약 10 초이내로실행되며, 컴퓨터의속도에따라차이가있을수있습니다. 결과보기 결과보기 : Analysis 탭의 Animation Control 그룹에서 Play 버튼을누릅니다. 포크레인이수직축에대해서회전하며, 굴착동작을수행하게됩니다. 이것은회전하는 Cab 주위의 Revolute Joint 와 Hydraulic Cylinder 에위치한 Translational Joint 에게입력한 Motion 에의해 움직이게됩니다. 6

Chapter 3 RFlex Body 의교체 목적 이장에서는 Flexible Boom 으로표현된 RFlex Body 를어떻게 Import 하는지배워봅니다. RFlex 의 Flexible Body Swap 기능을사용하여 Rigid Body 를대체하고, 새로운 Flexible Boom Body 에대한시뮬레이션을실행하여 Stress Contour 의 Plot 을살펴봅시다. 20 분 예상소요시간 7

RecurDyn RFlex Body 의교체 Flexible Boom 을나타내는 RecurDyn RFlex Input (RFI) 파일을 Import 해봅시다. 또한, Rigid Body 를교체해봅시다. RFlex body 를교체하기 : 1. Flexible 탭의 RFlex 그룹에서, Import RFI 를선택합니다. 2. Command 툴바에서 Creation Method 로 Body 를선택합니다. 3. Working 창에서, Rigid_Boom body 를선택합니다. 4. RFlex Body Import 다이얼로그박스에서, 찾기버튼 ( ) 을클릭합니다. 5. RFlex 튜토리얼경로에서 Boom_tet_mesh_rfi_0.rfi 의이름을가진 파일을선택한후 Open 을클릭합니다. ( 파일경로 : <Install Dir> /Help /Tutorial /Flexible /RFlex /Excavator) 6. Body 를 Import 하기위해 OK 를클릭합니다. 아래에서보이는것처럼, Rigid Boom Body 는이제 RFlex Boom Body 로교체되었습니다. ( 교체된 RFlex Boom Body 는녹색이아닌다른색일수도있습니다.) Rigid Boom Body 가더이상 Model 에 없다는것을 Database 창을통해확인합니다. 8

주의할점 : 새로운파일과이전파일의결과를비교하기위해서, 다음단계에서는다른파일이름으로 모델을저장하는것이중요합니다. 7. RD_Excavator_RFlex.rdyn 으로모델을저장합니다. 8. 새로운시뮬레이션을실행합니다. 이것은컴퓨터의속도에따라다를수있으며, 약 2 분정도 걸립니다. 9

Stress Contour 에대한 Plot 보기 이제, 굴착동작을할때, Flexible Boom 안에서높은 Stress 가발생하는위치를보기위해 RecurDyn 을사용해봅시다. Stress Contour 에대한 Plot 보기 : 1. Flexible 탭의 RFlex 그룹에서, Contour 를클릭합니다. 2. Contour 다이얼로그박스의하단왼쪽에위치한 Enable Contour View 옵션을체크합니다. 3. Contour Option 에서 Type 을 Stress 로선택합니다. 4. Type 옵션아래에위치한목록에서 SMISES 를선택합니다. 5. Min/Max 옵션에서 Calculation 버튼을클릭합니다. 이것은 Flexible Boom 에서시뮬레이션을하는동안일어난최소 Stress 와최대 Stress 를결정합니다. Min 과 Max 의값들은아래그림처럼갱신되어야합니다. 6. 더낮은범위에있는 Stress 들을보여줄 Contour Display 에대해최대값을조정해봅시다. Type 을 User Defined 로변경합니다. 10

Max 값을 200 으로입력합니다. Show Min/Max 옵션을체크합니다. User Defined Max Color 옵션을체크합니다. Exceed Max Color 를빨간색으로변경합니다. 7. OK 를클릭합니다. 8. 애니메이션을재생시킵니다. Flexible Boom 에대한 Contour Plot 들을확인합니다. ( 애니메이션프레임 14 에서아래의그림처럼보여집니다.) 11

9. 애니메이션이컴퓨터에서천천히재생된다면다음의방법중에하나를실행합니다. 매다섯번째프레임을보기위해서빠른재생버튼을사용합니다. AVI 파일로애니메이션을녹화한후, Windows 미디어플레이어또는 AVI 파일을재생시킬수있는다른소프트웨어로애니메이션을봅시다. 12

Chapter 4 Plotting 목적 이장에서는모델에유연성을추가할경우, 그유연성이모델에어떠한영향을주는지그결과를 Plot 해봅니다. Plot 을실행한후, 다른모델들과결과를비교하여 Flexible Body 로모델링된 Boom 에는어떤결과가나타나는지관찰해봅니다. 5 분 예상소요시간 13

Dripper Stick 의경사각 (Out-of-Plane Tilt) 에대한 Plotting 포크레인의 Cab 이섀시주변을회전할때, Bucket 과 Dipper Stick 의질량으로인해아래의그림과같이 Dipper Stick 이기울어지게됩니다 (Out-of-Plane Tilt). 비록포크레인모델의모든 Body 가 Rigid 임에도불구하고, 그 Body 가 Bushing 과연결되어있기때문에결과적으로어느정도의유연성을갖게됩니다. 아래의그림에서 Dipper Stick 은노란색부분이며, Cab 에대한평면은초록색부분입니다. Boom 과 Joint(Bushing) 가더욱유연하게되면, 이경사는더커질것입니다. 경사각 (Out-of-Plane Tilt ) 에대한 Plot 보기 : 1. Anaylsis 탭의 Plot 그룹에서, Plot Result 를선택합니다. 현재모델의결과는자동적으로오른쪽의 Database 윈도우에나타납니다. 이제강체로만만들어진이전모델을로딩해봅시다. 2. File 메뉴에서 Import -> Import file 순으로선택합니다. RD_Excavator_Start.rplt 를선택합니다. 예전모델의결과들이 Database 창의 RD_Excavator_RFlex 아래에나타납니다. 14

3. 다음의결과들을 Plot 합니다. RD_Excavator_RFlex Request Expressions ExRq1 F1(Ex_dipperStickTilt) RD_Excavator_Start Request Expressions ExRq1 F1(Ex_dipperStickTilt). 주의할점 : Expression 의 Plot 데이터를생성하기위해 Request 를사용했기때문에 Request 항목들이 Plot Database 윈도우에나타납니다. 모델로다시돌아간다면, 다음형식을가진 Ex_dipperStickTilt 라는이름의 Expression 을볼수있습니다. AX(DipperStick.CM, Cab.CM) 이 Expression 은 Cab 의 CM 마커에대한 X 축방향의 Dipper Stick 의 CM 마커의회전량을 측정합니다. 4. 아래의 Plot 과유사하게 Plot 이그려져야합니다. 위의 Plot 은 Flexible Boom 을가진모델의경사의크기가 Rigid Boom 을가진모델의경사의크기보다더크며, 시스템의고유주파수 ( 최고치사이에서시간간격이반영된 ) 는 Flexible Boom 이 Rigid Boom 보다더낮음을보여줍니다. 더명확한결과비교를위해 Dipper Stick 의경사의원인이된 Cab 의회전가속도를추가로 Plotting 해보도록합니다. 그전에먼저, 경사각과가속도데이터를비슷한스케일의 Plot 으로그리기위해서추가적인 Y 축을생성하게될것입니다. 15

Cab 의회전가속도에대한 Plot 그리기 : RD_Excavator_RFlex Joints Rev_Cab_Frame Acc1_Relative 순으로 Database 창의목록을펼칩니다. 그러면아래와유사하게 Plot 이그려집니다. 이제, 입력된 Motion 과그입력에대한 Flexible Boom 과 Rigid Boom 의반응결과를살펴볼수 있습니다. 0.5 초부터 2.0 초까지 Flexible Boom 의진동은 Rigid Boom 의반응보다소멸되기까지더 오래지속됩니다. 이로부터포크레인모델에 Boom 의유연성을포함하는것이중요함을알수있습니다. Cab 의회전가속도곡선에서약간의노이즈가생기는것에주목하십시오. 이노이즈는작은 Integration Step 환경에서 Step Function 을사용했기때문입니다. 이노이즈는 Dynamic/Kinematic Analysis 창에서 Parameter 탭하단의 Maximum Time Step 을감소시킴으로인해거의완전하게제거될수있습니다. 그러나이경우, 시뮬레이션은해석하기위해 2-3 배더오래걸립니다. 그러므로, 이튜토리얼의목적 ( 빠른시뮬레이션 ) 을위해기본적인 Solver 파라미터들이그대로사용될것입니다. 16

Chapter 5 RFlex Body 의검토및수정 목적 이장에서는 RFlex Body 의 Modal Shape 들을살펴보는법과시뮬레이션의성능을향상시키는법에대해배워봅니다. 20 분 예상소요시간 17

RFlex Body 의검토 이전에언급했듯이, RFlex 는 FEA Modal 분석으로부터얻는 Flexible Body 의 Modal Shape 에대한 Linear 중첩에의존합니다. 명확하게말하자면, 두가지종류의 Mode 가사용됩니다. Constraint Normal Mode 는모든부착된 Node 가고정되어있을때의결과인 Normal Mode 들이고, Constraint Mode( 또는 Craig-Bampton Mode) 는다른부착된 Node 가고정되어있는동안각각의 6 자유도방향으로각각의 Node 의단위변위를적용하여얻어진것입니다. Constraint Mode 들은그부착된 Node 에게적용된 Load 와변위에대해정확한요소반응을제공하기위하여필요합니다. RecurDyn 은 Normal Mode 와 Constraint Mode 에대한직교화된경로에적용됩니다. 이로인해, RecurDyn 에서 Flexible Body 의 Mode 를검토할때 Modal Shape 은위에서언급한 Constraint Normal Mode 들과 Constraint Mode 들에대해정확히일치하지않을수있습니다. 그러나, 해석을위해특정 Mode 를포함할지말지에대한결정은, Modal Shape 의형상을보고, 어느정도의공학적직관력으로판단할수있습니다. Flexible Body 의 Mode 를살펴보기전에, Flexible Body 에해당하는 Layer 만분리시키는것이도움이 될것입니다. Flexible Body 의 Layer 를분리시키기 : 1. Modeling 창으로다시돌아옵니다. 2. Flexible Boom Body 인 Rigid_Boom 의 Properties 다이얼로그박스를엽니다. 3. General 탭에서, Layer Number 를 2 로설정합니다. 4. OK 를클릭합니다. 5. 툴바에서 Layer Setting 버튼을클릭합니다. Layer 2 에대한체크 Layer 2 에대한체크해제 Show All 체크헤제그러면, Flexible Boom Body 만이보여집니다. 18

오직, Flexible Body 만이보여지면이제더쉽게 Flexible Body 의 Mode 를살펴볼수있습니다. 19

RFlex Body 의 Mode 살펴보기 : 1. Rigid_Boom 의 Properties 다이얼로그박스를다시엽니다. Mode 들은그것들의주파수와임계감쇠율 (Critical Damping Ratio) 에대한목록으로나타내어집니다. 처음의 6 개 Mode 는 Rigid Body Mode 이며기본값을포함하지않습니다. 2. 오른쪽그림에보이는것처럼 7 번 Mode 를선택합니다. 3. Play 버튼을클릭합니다. 7 번 Mode 의애니메이션이아래의그림처럼보여집니다. 낮은주파수의 Mode 에대한검토로인해, 어느구조의부분이가장약하며진동하는경향이있는지볼수 있습니다. 4. 68 번 Mode 를선택한후 Play 버튼을클릭합니다. 20

버튼을클릭하면, 아래와같이 Mode 가나타납니다. 이경우보이는바와같이, 가장높은변형이있는지역은매우국부적이며, 구조는매우왜곡됩니다. 또한, 이 Mode 의주파수는 1007.28 Hz 에서매우높습니다. 만약이 Mode 가실험적으로볼때, 현실적이지 않다면, 시뮬레이션의성능을높이기위해이 Mode 를제거하는것이적절할것입니다. 또한, 이 Mode 의감쇠율 (Damping Ratio) 이상대적으로높은 1 이라는것에유의합니다. 감쇠율은각각의 Mode 가얼마나 Flexible Body 의전체적인동작에영향을미칠지를결정합니다. 낮은값으로설정되어있다면 Mode 는전체적인동작에실질적으로영향을줍니다. 반대로, 높게설정되어있다면 Mode 는빠르게감쇠하게할것이고전체적인동작에실질적으로영향을주지않습니다. 모델은 7 번 Mode 를시작으로, 감쇠율이 0.01 이됩니다. 13 번 Mode (107.46 Hz) 에서는감쇠율을 0.1 로증가시킵니다. 마지막의 68 번 Mode(1007.28 Hz ) 에서감쇠율은 1 로증가되고, 이는곧, 68 번 Mode 의경우구조의전체적인동작에많은영향을주지않는것을의미합니다. 기본설정에의해 RecurDyn 은다음과같이 Modal 주파수를기준으로감쇠율의값들을할당합니다. 0 < f < 100 Hz: 감쇠율 = 0.01 100 f < 1000 Hz: 감쇠율 = 0.1 1000 Hz f: 감쇠율 = 1 이러한설정은건설장비와자동차에서보여지는거대한구조에서자주적용됩니다. 그러나, 높은주파수를중요시하는곳에서작은어플리케이션을갖도록하거나감쇠율을직접할당하고싶다면 Field 를편집할수있어야합니다. 또한, 모든 Mode 를위해감쇠율이포함된하나의파일을 Import 할수있습니다. 이에대한더많은정보는 RFlex User s Guide 를참고하십시오. 21

시뮬레이션해석속도향상 하나의 Mode 가특별히정해지지않았더라도구조에대한전체적인동작을결정할때, RecurDyn 은여전히 Mode 를고려해야하기때문에, 포함되어있는많은 Mode 로인해시뮬레이션의속도가떨어집니다. 그러므로, 시뮬레이션의성능을높이기해서불필요한 Mode 는제거할것입니다. 이모델을위해 1000 Hz 이상의모든 Mode 를제거합니다. 시뮬레이션해석속도향상시키기 : 1. Mode 를선택합니다. 2. Mode Range 를선택합니다. 3. 모드들에대한현재의선택을해제합니다. Enable All 버튼을클릭합니다. ( 그버튼은 Disable All 로변경될것입니다.) Disable All 버튼을클릭합니다. 4. Mode Range 를 7 부터 67 로입력합니다. 5. Select 를클릭합니다. 6. OK 를클릭합니다. 7. 또다른시뮬레이션을실행합니다. 이번에는 RD_Excavator_RFlex_lessModes 라는이름의 Output 파일을저장합니다. 시뮬레이션은이전보다 2 배빠르게실행될것입니다. 이시뮬레이션의결과를이제원래의결과와비교해보겠습니다. 특별한변화가없다면 Mode 에대한 현재의설정을나중의시뮬레이션에사용할수있습니다. 22

새로운결과들과이전의결과들을비교하기 : 1. Plotting 창으로돌아옵니다. 2. 가장최근에만든 RecurDyn Plot 파일인 RD_Excavator_RFlex_lessModes.rplt 을 Import 합니다. 3. Database 창에서 RD_Excavator_RFlex_lessModes Request Expressions ExRq1 F1(Ex_dipperStickTilt) 순으로목록을펼치면다음과같이 Plot 이그려집니다. 아래와같이, 유사한 Plot 결과를확인할수있습니다. 23

이 Plot 은 Dipper Stick 의경사에대한가장최근의결과가원래의결과와잘부합되는것을보여줍니다. ( 노란선은파란선에덮입니다.) 사실상, 2.85 초에서최고경사에대한값을비교하면 1% 보다작은차이를보게됩니다. 그러므로, 1000 Hz 이상의 Mode 를제거하는것은좋은결과를유지하면서시뮬레이션의시간을효과적으로줄여줍니다. Thanks for participating in this tutorial! 24

Appendix A 부록 A : RecurDyn RFlex Input (RFI) 파일의생성 이장에서는 Nastran Bulk Data 파일을이용하여 RecurDyn RFlex Input (RFI) 파일을생성하는방법에대해서살펴봅니다. NX Nastran 에서처리되려면 Nastran Bulk Data 파일에무엇이추가되어야 Stress Contour 정보를가진 RFI 파일이생성되는지에대해배워봅니다. 또한 Ansys Output 파일에서 RFI 파일을생성할때도비슷한과정을따른다는것에유의합니다. 이과정은 RecurDyn Help 의 RFlex 에자세히나와있습니다. 10 분 예상소요시간 25

Nastran Bulk Data 파일의준비 RecurDyn RFlex Input (RFI) 파일을생성하기위해서, 파일처리과정전에특별코드를 Nastran 파일에추가합니다. 이를위해서는 Component Mode Reduction (CMR) 방법과 Superelement 방법, 총두가지방법이사용되며, 서로다른코드를요구합니다. Component Mode Reduction 방법 다음의코드는 CMR 방법을이용하여 RFI 파일을생성하기위해 GRID CARDS 부분전의 Nastran 파일에추가되어야합니다. Key 명령어에대해서는빨간색으로된명령어를보시기바랍니다. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ EXECUTIVE CONTROL $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ID,NASTRAN,recurdyn_rfi_create_cmr $ - Set the solution type to SEMODES, solving for the normal modes. SOL 103 $ - Set the maximum CPU time to 999 sec. TIME 999 CEND $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ CASE CONTROL $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ - Define a Set which contains all of the node IDs. SET 1 = 1 THRU 9008 $ - Define a Set which contains all of the element IDs. SET 2 = 1 THRU 4086 $ - Generate and assemble all superelements. SEALL = ALL $ - Assign the subcase to all superelements and loading conditions. SUPER = ALL $ - Turn printing of bulk data off. ECHO = NONE $ - Output grid point stress and strain for all SURFACE and VOLUME commands. 26

GPSTRAIN=ALL GPSTRESS=ALL $ - Generate RecurDyn RFlex Input (RFI) file. Here, DMAP solution is turned $ off, and grid point stress and strain are output to the RFI file. $ - If your version of NX Nastran is 6.1 or later, use the following command: MBDEXPORT RECURDYN FLEXBODY=YES,FLEXONLY=YES,OUTGSTRS=YES,OUTGSTRN=YES $ - Otherwise, if your version of NX Nastran is earlier than 6.1, use this $ command: RECURDYNRFI FLEXBODY=YES,FLEXONLY=YES,OUTGSTRS=YES,OUTGSTRN=YES $ - Select the real eigenvalue extraction parameters for component mode $ reduction. RSMETHOD = 100 $ - Select the real eigenvalue extraction parameters. METHOD = 101 $ - Output displacement of all points. VECTOR(SORT1,REAL)=ALL $ - Output all single-point forces of constrain SPCFORCES(SORT1,REAL)=ALL $ - Define Set 5 as the same as Set 2 defined above. SET 5 = 1 THRU 4086 $ - Output stress and strain for elements defined in Set 5, above. STRESS=5 STRAIN=5 $ - Indicate beginning of surface or volume commands. OUTPUT(POST) $ - Define Set 6 as the same as Set 2 defined above. SET 6 = 1 THRU 4086 $ - Set the volume for which strains and stresses are calculated. Here, direct $ stresses and strains are requested. VOLUME 1 SET 6,DIRECT,SYSTEM CORD 0 $ - NOTE: If shell elements are used in the mesh, the SURFACE command should $ be used instead, as shown below: $ $ SURFACE 1 SET 6,FIBRE ALL,SYSTEM CORD 0 $ $ If you will be displaying contour plots, though, it is recommended that $ solid meshes be used to create RFlex bodies. This is because, for shell 27

$ elements, RecurDyn only displays contour plots for midplane stress, strain, $ and displacement data for the top or bottom surfaces cannot be displayed. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ BULK DATA $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ BEGIN BULK $ - Define the units of measurement to be used. DTI,UNITS,1,KG,MN,MM,S $ $ - Select nodes as the connection points to the flexible body. Here, nodes $ 9001 9008 are all master nodes of RBE2 elements in the mesh. $ ASET1,123456,9001,THRU,9008 SOLUTION CARDS $ - First modal solution: $ - Specify the frequency range or number of constrained normal $ modes desired. $ - Frequency range should be at least 2x the range of interest in the MBD $ solution. $ - In this solution, ASET DOF are constrained. $ - This is selected by RSMETHOD in the Case Control section, above. $ EIGRL 100 40 0 7 MASS $ $ - Modal reduction DOFs: $ - Number of SPOINTs requested (ns) should be as follows: $ ns >= n + (6 + p) $ where: $ n = number of modes requested in first modal solution (in this case, $ the EIGRL solution above) 28

$ p = number of load cases = (number of ASET DOFs)*(number of ASET nodes) $ - Extra SPOINTs are ignored. $ - SPOINT DOFs need to be selected into the Q set. $ - ID numbers for SPOINT and QSET should be higher than any node or element $ IDs. $ SPOINT,200001,thru,200100 QSET1,,200001,thru,200100 $ $ $ - Second modal solution: $ - Modal solution of the reduced system. $ - Important: ALL modes must be solved for: $ - Ask for at least: (number of modes found in first solution) + (number of ASET DOFs) $ - It is not a problem to ask for too many. $ - This is selected by METHOD in the Case Control section, above. $ EIGRL 101 1000 0 7 MASS PARAM CARDS PARAM AUTOSPC YES PARAM GRDPNT 0 PARAM K6ROT 100.0 PARAM MAXRATIO 1.0+8 PARAM POST -2 PARAM POSTEXT YES PARAM RESVEC YES PARAM USETPRT 0 Superelement 방법 다음의코드는 Superelement 방법을이용하여 RFI 파일을생성하기위해서 GRID CARDS 부분전의 Nastran 파일에추가되어야합니다. Key 명령어의설명에대해서는빨간색으로된명령어를보시기바랍니다. 29

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ EXECUTIVE CONTROL $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ID,NASTRAN,recurdyn_rfi_create_se $ - Set the solution type to SEMODES, solving for the normal modes. SOL 103 $ - Set the maximum CPU time to 999 sec. TIME 999 CEND $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ CASE CONTROL $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ - Define a Set which contains all of the node IDs. SET 1 = 1 THRU 9008 $ - Define a Set which contains all of the element IDs. SET 2 = 1 THRU 4086 $ - Generate and assemble all superelements. SEALL = ALL $ - Assign the subcase to all superelements and loading conditions. SUPER = ALL $ - Turn printing of bulk data off. ECHO = NONE $ - Output grid point stress and strain for all SURFACE and VOLUME commands. GPSTRAIN=ALL GPSTRESS=ALL $ - Generate RecurDyn RFlex Input (RFI) file. Here, DMAP solution is turned $ off, and grid point stress and strain are output to the RFI file. $ - If your version of NX Nastran is 6.1 or later, use the following command: MBDEXPORT RECURDYN FLEXBODY=YES,FLEXONLY=YES,OUTGSTRS=YES,OUTGSTRN=YES $ - Otherwise, if your version of NX Nastran is earlier than 6.1, use this $ command: RECURDYNRFI FLEXBODY=YES,FLEXONLY=YES,OUTGSTRS=YES,OUTGSTRN=YES 30

$ - Select the real eigenvalue extraction parameters. METHOD = 100 $ - Output displacement of all points. VECTOR(SORT1,REAL)=ALL $ - Output all single-point forces of constraint. SPCFORCES(SORT1,REAL)=ALL $ - Define Set 5 as the same as Set 2 defined above. SET 5 = 1 THRU 4086 $ - Output stress and strain for elements defined in Set 5, above. STRESS=5 STRAIN=5 $ - Indicate beginning of surface or volume commands. OUTPUT(POST) $ - Define Set 6 as the same as Set 2 defined above. SET 6 = 1 THRU 4086 $ - Set the volume for which strains and stresses are calculated. Here, direct $ stresses and strains are requested. VOLUME 1 SET 6,DIRECT,SYSTEM CORD 0 $ - NOTE: If shell elements are used in the mesh, the SURFACE command should $ be used instead, as shown below: $ $ SURFACE 1 SET 6,FIBRE ALL,SYSTEM CORD 0 $ $ If you will be displaying contour plots, though, it is recommended that $ solid meshes be used to create RFlex bodies. This is because, for shell $ elements, RecurDyn only displays contour plots for midplane stress, strain, $ and displacement data for the top or bottom surfaces cannot be displayed. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ BULK DATA $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ BEGIN BULK 31

$ - Define the units of measurement to be used. DTI,UNITS,1,KG,MN,MM,S $ $ - Define interior nodes for the superelement of the flexible component. This $ set should include all the nodes of the flexible body EXCEPT those chosen $ as the connection nodes. In other words, this set is the inverse of the $ node set that would be specified in the ASET1 command if the CMR method $ were used (see CMR example, above). $ SESET 2 1 THRU 8999 $ $ - Modal reduction DOFs: $ - Number of SPOINTs requested (ns) should be as follows: $ ns >= n + (6 + p) $ where: $ n = number of modes requested in first modal solution (in this case, $ the EIGRL solution below) $ p = number of load cases = (number of ASET DOFs)*(number of ASET nodes) $ - Extra SPOINTs are ignored. $ - SPOINT DOFs need to be selected into the Q set for the superelement. $ - ID numbers for SPOINT and QSET should be higher than any node or element $ IDs. $ SPOINT 200001 THRU 200100 SEQSET1 2 0 200001 THRU 200100 $ $ $ - Superelement modal solution: $ - Specify the frequency range or number of constrained normal modes $ desired. $ - Frequency range should be at least 2x the range of interest in the MBD $ solution. $ - This is selected by METHOD in the Case Control section, above. $ EIGRL 100 40 0 7 MASS PARAM CARDS PARAM AUTOSPC YES 32

PARAM GRDPNT 0 PARAM K6ROT 100.0 PARAM MAXRATIO 1.0+8 PARAM POST -2 PARAM POSTEXT YES PARAM RESVEC YES PARAM USETPRT 0 이제, Nastran 파일은 NX Nastran 을이용하여 RecurDyn 모델로 Import 될수있는 RFI 파일을 생성할준비가되었습니다. 33

Appendix B 부록 B: 지원되는 FE Element 이장에서는 RecurDyn 에서지원되는 FE Element 에대해소개하고있습니다. 더자세한정보는 RecurDyn Help 에있는 RFlex 의내용을참고하십시오. Ansys Element Library Type 1D Element 2D Element 3D Element Rigid Element ANSYS elements Link1, Link8, Link10, Link11, Beam3, Beam4, Beam23, Beam24, Beam44, Beam54, Beam188 Pipe16, Pipe20, Pipe59, Pipe288, Pipe289 Elbow290 Plane2, Plane25, Plane42, Plane82, Plane83, Plane182, Plane183 Shell28, Shell41, Shell43, Shell63, Shell91, Shell93, Shell99, Shell181 Solid45, Solid46, Solid64, Solid65, Solid72, Solid73, Solid92, Solid95, Solid185, Solid186, Solid187 Combin14, Combin37, Combin39, Combin40 Mass Element Mass 21 34

MSC/NASTRAN Element Library Type 1D Element 2D Element 3D Element Rigid Element Mass Element MSC/NASTRAN elements CBAR, CBEAM, CBEND, CONROD, CROD, CTUBE CTRIA3, CTRIA6, CQUAD4, CQUAD8, CSHEAR CTETRA, CPENTA, CHEXA RBAR, RBE2, RBE3, RROD, CBUSH, CBUSH1D, CELAS1, CELAS2 CONM1, CONM2 I-DEAS Element Library Type 1D Element 2D Element 3D Element Rigid Element Mass Element MSC/NASTRAN elements Rod, Linear Beam, Tapered Beam, Curved Beam Thin Shell Linear Triangle, Thin Shell Parabolic Triangle, Thin Shell Linear Quadrilateral, Thin Shell Parabolic Quadrilateral, Plane Stress Linear Triangle, Plane Stress Parabolic Triangle, Plane Stress Linear Quadrilateral, Plane Stress Parabolic Quadrilateral, Plane Strain Linear Triangle, Plane Strain Parabolic Triangle, Plane Strain Linear Quadrilateral, Plane Strain Parabolic Quadrilateral Solid Linear Tetrahedron, Solid Parabolic Tetrahedron, Solid Linear Wedge, Solid Parabolic Wedge, Solid Linear Brick, Solid Parabolic Brick Rigid, Rigid Bar, Node To Node Translational Spring, Node To Node Rotational Spring Lumped Mass 35